[发明专利]基于多目标优化模型的民航客机客舱布局确定通用方法

说明书

本发明提供了一种面向多种机型，能够满足舒适性、经济性、安全性等人机工效需求的民航客机客舱布局方案确定通用系统和方法。该系统和方法可实现各类机型客舱布局方案快速生成，具有通用性、灵活性、自动化等特点，可为民航客机客舱布置选型策略和民航客机客舱快速仿真设计提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于多目标优化模型的民航客机客舱布局确定通用方法。

背景技术

民航客机客舱布局选型设计，既是设计部门的重要工作，也是市场营销和战略竞争的一个重要方面，是决定民机运营及维护成本高低的关键要素之一，同时也与适航安全密切相关。飞机客舱布局及设备选型是一项涉及技术性、经济性、安全性等多项因素的复杂工作，决策过程中应充分考虑市场定位、战略发展需求、航线网络布局、旅客服务定位及市场竞争环境等经济性要求，并紧密结合适航性等安全要求，尽可能使所选用的产品设备及其布局方案能够为乘员提供舒适的飞行体验，为航空公司带来良好的竞争优势和市场收益。

目前舱室布局优化设计问题多集中在卫星、船舶、汽车和飞机驾驶舱等领域，关于民机客舱布局的研究较为有限，在已有的客舱布局研究中，又多是对客舱设施设备布局展开研究，较少有从整体布局的角度出发，紧密结合舒适、经济、安全等人机工效学要求展开客舱布局研究。此外，很多客舱优化布局研究多是侧重优化算法研究，关于优化布局模型的研究则较少，特别是很多布局模型只针对特定机型、特定市场定位，极少有适用多种机型、多种市场定位的通用化布局模型研究，难以满足当前越来越个性化、多样化、通用灵活的市场需求。

基于上述情况，设计出一套民航客机客舱布局方案确定通用系统，构建适合多种机型(支线客机、窄体客机和宽体客机)，适用多方用户(研制部门、运营部门、适航部门)需求，满足舒适性、经济性和安全性等人机工效要求的通用选型系统，使得客舱选型成本降低，从而提高民机客舱设计效率和水平，增强市场竞争力。

发明内容

本发明的目的，旨在提供一种面向多种机型，能够满足舒适性、经济性、安全性等人机工效需求的民航客机客舱布局方案确定通用系统。该系统可实现各类机型客舱布局方案快速生成，具有通用性、灵活性、自动化等特点，可为民航客机客舱布置选型策略和民航客机客舱快速仿真设计提供技术支撑。

根据本发明的一个方面，提供了民航客机客舱布局方案确定通用系统，其包括：

初始条件输入模块，用于为客舱布局确定系统提供初始要求，包括机型类型、市场定位、客舱分级等市场条件与要求，并据此对设计常量进行赋值；

多目标优化计算模块，用于为客舱布局选型系统执行自动优化求解计算，并给出一组最优布局方案；

三维可视化模块，用于将优化求解结果转化为三维可视化数字模型，为最优布局方案提供可视化呈现与对比分析。

根据本发明的一个进一步的实施例，初始条件输入模块包括两个子模块：市场条件输入子模块和设计常量输入子模块。其中，市场条件输入子模块用于设置机型类型和市场定位相关的参数；设计常量输入子模块用于输入与多目标优化计算相关的设计常量赋值。

根据本发明的另一个进一步的实施例，多目标优化计算模块包括设计变量定义子模块、约束条件子模块和目标函数子模块。其中，设计变量定义子模块用于定义多目标优化计算相关的设计变量；约束条件子模块用于设定多目标优化计算相关的约束条件，包括边界约束、舒适性约束、经济性约束和安全性约束；目标函数子模块用于设定多目标优化计算相关的目标函数，包括舒适性目标、经济性目标和安全性目标。

说明：“目标函数”同“设计变量”“约束条件”一样，是最优化数学理论中的常见固定术语，在优化理论中，所有优化求解过程都是在满足约束条件的所有可行解中寻找使目标函数值最大(或最小)的有限个最优解，因此“目标函数”可以理解为以函数形式表达的“寻优方向”。

相比于现有民航客机客舱布局选型的方案，本发明的优点和/或有益效果在于通用性强，具体包括：